国内首发！半固态锂电池即将量产装车！

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来源：电车评论网
时间：2021-12-14
浏览：437

01、半固态电池即将量产

12月10日，首批搭载赣锋混合固液锂离子电池的东风E70在江西新余进行试车仪式，预计该车型将在春节前交付使用，在新余当地投入试运营。目前，赣锋锂电已建成0.3GWh混合固液锂离子电池生产线并投入使用，具备批量化生产能力，并在不断提升产能。

赣锋锂电相关负责人表示，混合固液锂离子电池具有优良电化学性能，可以通过包括针刺、挤压、过充、高温热箱等最严苛的滥用测试。

据悉，2021年7月，赣锋锂电与东风公司技术中心司正式签约，双方就固态电池示范运营合作进行洽谈，并签订固态电池E70车型示范推广协议。至2022年初，赣锋锂电固态电池将率先搭载在东风E70车型中，并完成车辆交付和示范推广。

很显然，作为全球锂盐行业的龙头企业，赣锋锂业并不满足于往上游布局锂矿资源，而是早已提前布局下游的固态电池产业，并将率先实现产业化。这将进一步刺激其他动力电池企业在固态电池领域加速布局，未来我们将看到大量装载半固态锂离子电池的车型上市销售。

02固态电池产业化风口来临

在控制二氧化碳排放、保护生存环境成为全球共识的情况下，汽车产业正加速由传统燃油车向新能源汽车转型。

据中汽协发布的最新数据，11月我国新能源汽车产销继续刷新记录。今年以来，我国新能源汽车累计产量已超过300万辆，销量接近300万辆，1-11月新能源汽车累计销量渗透率提升至12.7%。据欧阳明高院士预计，2021年全年我国新能源汽车销量在330万辆左右。

伴随着新能源汽车产销量高速增长，动力电池的产销量也节节攀升。1-11月，我国动力电池产量累计188.1GWh，同比累计增长175.5%。作为新能源汽车的核心零部件，动力电池已经成为影响新能源汽车产业发展的关键因素。

为了进一步提升能量密度，增加续航里程，提高安全性，固态电池作为一个非常重要的技术路线，正日益受到汽车企业和动力电池企业的重视，逐渐走到了产业化的风口位置。

2021年1月9日，在蔚来举办的“NIO Day”上，李斌公布蔚来汽车即将推出首款轿车ET7、并将搭载150kWh固态电池，能量密度达到360Wh/kg，续航里程达到1000公里。但是这款电池最快也要等到2022年第四季度才会量产装车，引来市场的一片质疑声。

很显然，蔚来汽车通过搭载固态电池这个噱头做了一场精彩的营销宣传，至于是现货还是期货，就管不了那么多了，占据全球首发的位置才是关键。

当前新能源汽车所使用的储能电池，正极材料一般为三元或磷酸铁锂，负极材料一般为石墨或硅碳混合材料，但是都采用液态电解质来实现锂离子在正负极之间的“穿梭”运动，并有一层隔膜避免正负极发生短路。液态电解质的安全性和稳定性，始终是困扰锂离子电池的一大难题，同时也限制了金属锂作为电池负极的应用，不利于提升电池的能量密度。

而固态电池，是用固态电解质代替液态电解质和隔膜，用于锂离子传导的介质从液态变成了固态，并省去了隔膜的使用。

固态电池可以明显改善锂离子电池的安全性，如果使用金属锂作为电池负极，还可以大幅度提升能量密度，增加整车的续航里程或减轻电池的重量。

与现有车动力电池技术相比，固态电池在安全性和能量密度上具备压倒性优势，被视作是缓解电动汽车“痛点”最有效的技术路线，这也是众多汽车企业和电池企业纷纷押注固态电池的主要因素。

然而，固态电池存在离子电导率低、循环寿命低、成本高等诸多缺点，在技术、工艺、材料、成本等方面仍然存在短时间内难以攻克的瓶颈，阻碍着产业化的进程。

在今年5月份，宁德时代对外公开已经可以做出全固态电池实验室样品，但是距离实现全固态电池的商业化还有很远的路要走。

如果把使用金属锂负极的全固态电池作为终极目标，那么起码还需要等待5年以上的时间，才能够实现真正的产业化。

为了缩短产业化的周期，中间态的半固态锂离子电池成为了产业化的最佳选择。

所谓半固态电池，就是正负极材料仍然与当前的锂离子电池基本一致，在电池生产过程中注入液态电解质，再通过“原位固化”技术，让液态电解质转变成半固态（胶状）。此外，半固态电池仍然需要使用隔膜，否则无法解决安全性问题。

因为材料体系和生产工艺基本上沿用当前的技术，大幅度降低了产业化的难度，同时半固态电解质的电导率也远远好于全固态电解质，解决了充放电倍率和循环寿命的难题，让半固态锂电池得以很快进入产业化阶段。

中科院物理所研究院李泓老师认为2022至2023年即可实现这类固液电解质的商业化（即“半固态电池”），事实也是如此，蔚来汽车发布的固态电池和赣锋锂电推出的固态电池，均属于半固态电池。

只是这一次，李斌失算了，他的期货电池还没等到开售，就败给了赣锋锂电的现货电池，随着搭载赣锋锂电半固态电池的E70车型投放市场试运营，半固态电池的产业化浪潮正式到来。

迈向全固态电池技术的道路仍然很漫长，半固态电池只能算是产业化的一小步，并不足以改变电池产业格局。但是这一步至关重要，将引领锂电池技术逐步向全固态技术领域过渡，加快产业化的步伐。

03、固态电池产业格局分析

全球动力电池龙头企业宁德时代认为，全固态电池的产业化仍然需要十年左右的时间。

2025年之前，半固态电池会逐步实现商业化，在动力电池的整体市场上形成一定规模。

2025年之后，全固态电池将开始小规模搭载在实车上进行验证。预计在2030年之前，第一代固态电池将实现产业化，到2035年左右，新一代固态电池可能会加速提升固态电池的市场化规模。

目前，固态电池领域的主要玩家包括三类：第一类是车企自主研发，主要代表包括日本的丰田、本田、日产等企业；第二类则是动力电池企业，目前中日韩等国的动力电池龙头企业都在加大动力电池的研发；第三类则是初创企业，其中不少企业已经获得了资本的追捧和押注。

需要指出的是，目前欧美和日韩企业在下一代固态电池领域的研发上处于领先地位，我国固态电池行业与其存在一定差距。

欧阳明高院士认为，从国家角度来看，日本对于全固态电池最为重视、做得最好、规模最大。日本有很大的国家计划，分工细致。而在研发全固态电池上，我国现在还处于“各自为政”阶段，没有一个完整的国家计划来推动，相比之下，日本较中国超前约5年时间。

2021年以来，多家跨国企业在宣布电动汽车发展规划时，均提及了对于电池行业的布局，多家企业已经制定了固态电池商业规划，并开展相关业务布局。

车企自研固态电池的代表性企业，包括丰田、本田、日产等日本企业。其中，丰田是最早研发固态电池的企业之一，拥有最多的技术专利。

丰田计划在2025年，实现全固态电池的小规模量产，首先搭载在混动车型上；到2030年，实现全固态电池持续的、稳定的量产。日产汽车则计划到2028年推出搭载独创全固态电池的电动车型，并计划2024年在日本横滨建造试点工厂。

欧洲及美国车企则通过投资初创企业的方式来进行相关业务布局。

2020年的12月， Quantum Scape（量子科技），也就是由大众和比尔·盖茨投资的初创公司，宣布在电池领域取得了突破。15分钟内可充电80%，独有的固态电池将电动车的续航能力提高80%。

早在2012年，Quantum Scape就开始与大众汽车合作。2014年，大众就持有Quantum Scape的5%股份。2018年，大众汽车对该公司投资了1亿美元，成为最大股东。同年开始，大众与Quantum Scape宣布成立联合生产项目，派遣大量技术人员入驻，为大规模生产固态电池做准备，并在2020年追加投资两亿美元。该公司于2020年9月上市，大众持有其A类股票31.05%。

通用汽车则在2018年参与了美国固态电池公司Solid Energy Systems（SES）的B轮融资。2021年4月，SES完成了1.39亿美元的D轮融资，由通用汽车领投。

2021年5月，宝马集团和福特汽车则宣布联合向固态电池初创企业Solid Power投资1.39亿美元；2021年12月，戴姆勒和Stellantis表示将对固态电池制造商Factorial Energy进行战略投资，并与其展开业务合作。

现代汽车则除了在2018年与三星SDI联合投资Solid Power之外，还在2021年投资了与通用汽车关系密切的SES。

国内车企方面，目前有较为明确动作的，则主要包括上汽集团、长城汽车、蔚来、北汽新能源等少数企业。

上汽集团与Quantum Scape、Solid Energy、清陶等固态电池初创企业开展了战略合作；长城汽车旗下的蜂巢能源也提出了非常具体的固态电池技术发展规划。

从量产时间表来看，大部分车企提出在2025年左右推出搭载固态电池的原型车或者实现小规模生产，2030年左右实现产业化应用。

因此，未来5-10年将是固态电池行业发展的重要窗口期，各家企业的主要任务将是潜心研发，以实现将相关产品更快地投向市场这一目标。

不少初具实力的固态电池初创企业，正在受到资本的追捧。美国的Quantum Scape、Solid Energy Systems、Solid Power、Factorial Energy等企业大都源于顶尖高校研究所，正在尽力将研究成果从实验室带上市场。这四家公司都已经得到了不同头部车企的投资。

国内的卫蓝新能源、清陶能源、辉能科技等初创企业也收获了大量的融资。

成立于2016年的卫蓝新能源，是中科院物理研究所清洁能源实验室固态电池技术的产业化平台。近期，卫蓝新能源完成了约5亿元的C轮融资，投资方包括小米集团、华为技术、IDG资本、蔚来资本、允泰资本，本轮融资后卫蓝新能源估值达到50亿元。

上汽、广汽此前则分别领投了固态电池企业清陶能源的E+轮和E++轮融资。

我国台湾地区的固态电池企业辉能科技宣布完成近D轮融资，投资方包括中银投资和一汽集团产业基金，融资将用于固态锂电池的商业化和工厂建设。成立于2006年的辉能科技，在2013年实现了固态锂电池的商业化量产，早期应用于消费电子领域，近年来重点“瞄准”电动汽车领域。

LG能源、三星SDI、SKI等韩国企业都提出了固态电池的量产规划。当然，国内的动力电池企业，如宁德时代、国轩、蜂巢等也都已经开展固态电池研发多年，在未来也是固态电池领域的主要参与者。

国轩高科董事长李缜公开表示，公司为国内某高端纯电动汽车配套的半固态电池实现了续航里程超1000公里，比其第一代车型提高了一倍。

作为锂电池产业链上游的巨头，赣锋锂业早在2017年即押注固态电池，成立浙江锋锂新能源科技有限公司，由中科院宁波材料技术与工程研究所许晓雄博士带队研发固态电池技术，并将在2022年实现产业化。

固态电池已经行走在风口之上，无论对车企、动力电池企业还是初创企业而言，它都是一个充满潜力但又极具挑战的新赛道，将是未来十年动力电池行业资本竞争、技术竞争、市场竞争的一大焦点，也是电动汽车产业发展的一个重要支撑。

04、固态电池产业延伸

除了锂电池企业之外，固态电池的产业化，尤其是全固态电池的产业化，还将给上游的材料企业和下游BMS企业、Pack企业带来巨大的挑战和机遇。

技术的演变，必然带来产业链的重构，隔膜的使用将逐渐减少，固态电解质的技术和工艺则迥异于当前，是需要重点攻克的领域，金属锂将在负极得到大规模使用，取代碳基和硅基负极。

随着材料的变化，固态电池的制备工艺也会出现很大的变化，带来新的市场机遇。

此外，电池特性的改变，必然要求BMS企业和Pack也随之进行技术和产品调整，以匹配固态电池的优化使用。

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